基于PLC的污水處理系統(tǒng)的設(shè)計說明書

1、SJ005-1CHANGZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGY畢業(yè) 設(shè) 計 說 明 書題目： 基于PLC的污水處理系統(tǒng)的設(shè)計 二級學(xué)院： 電子信息與電氣工程學(xué)院 專業(yè)： 自動化 動化 班級： 09自一 學(xué)生： 鵬 學(xué)號： 09020425 指導(dǎo)教師： 王雁平 職稱： 副教授 評閱教師：職稱： 2013年 9 月53 / 61摘 要目前，我國大多數(shù)污水處理控制系統(tǒng)自動化水平不高、安全性低、管理不當(dāng)，效率普遍低于世界標(biāo)準(zhǔn)。中國污水處理自控系統(tǒng)相對落后，污水處理成本居高不下，污水廠排放的處理過的污水的水質(zhì)不穩(wěn)定，所以如何建立有效的自控系統(tǒng)，優(yōu)化運行效果，減少運行費用，具有重要意義。

2、 本文介紹了工廠污水處理的基本工藝和流程，并通過研究設(shè)計一套基于PLC控制的污水處理系統(tǒng)。文章首先介紹了基于PLC污水處理控制系統(tǒng)的工藝與相關(guān)流程，控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)與設(shè)計、工作原理以與設(shè)計PLC控制系統(tǒng)的基本原則和步驟，來說明PLC在污水處理過程中的應(yīng)用。本系統(tǒng)設(shè)計了格柵池，調(diào)節(jié)池，反應(yīng)池和除鹽池，通過除鹽池的最后的濃度檢測保證了污水的鹽濃度的達標(biāo)排放。然而本系統(tǒng)也存在一定的缺陷，整個系統(tǒng)的設(shè)計偏于簡單，最后對于污水中的微生物的排放也沒有詳細(xì)的檢測。這就需要在以后的設(shè)計中不斷改善。關(guān)鍵詞：污水處理； PLC； 工藝流程AbstractCurrently, the majority of our

3、 sewage treatment control system automation level is not high, low security, mismanagement, efficiency is generally lower than the world standards. China is relatively backward automatic control system of sewage treatment, sewage treatment and the high cost of wastewater treatment plant discharge of

4、 the treated effluent quality is unstable, so how to establish an effective automatic control system to optimize operating results, reduce operating costs, has important significance.This article describes the basic process of sewage treatment plants and processes, and through the research and desig

5、n of a PLC-based control of sewage treatment systems. The article first introduces the PLC-based control system for wastewater treatment technology and related processes, control system hardware architecture and design, operating principles and design of the basic principles of PLC control system an

6、d steps to illustrate PLC in the application of the sewage treatment process. The system was designed grille pool, regulation pool, in addition to the reaction tank and Yanchi, Yanchi through except final concentration detection ensures the salt concentration of sewage discharge standards.However, t

7、he present system, there are some flaws, overall system design are somewhat simpler, and finally for the microorganisms in wastewater discharge there was no detailed testing. This requires continuous improvement in the design of the future.Keywords: sewage treatment; PLC; process目 錄摘要IAbstractII第一章緒

8、論11.1 污水處理的國外研究現(xiàn)狀11.2 課題的背景21.3 研究目的和意義21.4 課題主要設(shè)計的容31.5 本章小結(jié)3第二章污水處理系統(tǒng)的工藝介紹42.1 常用的污水處理工藝42.2 本設(shè)計污水處理工藝52.3 本章小結(jié)6第三章污水處理系統(tǒng)的控制方案73.1 污水處理系統(tǒng)的控制形式73.2 控制方案的確定73.3 本設(shè)計的總體設(shè)計方案83.4 本章小結(jié)8第四章硬件的設(shè)計94.1 污水處理的組成部分94.1.1 格柵池94.1.2 調(diào)節(jié)池94.1.3 SBR反應(yīng)池94.1.4 除鹽池104.2 設(shè)備的控制要求104.3 各類硬件的選型114.3.1 PLC選型114.3.2 電動機的選型1

9、14.3.3 泵的選型124.3.4 曝氣空壓機的選型134.3.5 浮球式液位計的選型144.3.6 余氯儀的選型154.3.7 模擬量模塊的選擇154.3.8 閥門的選擇164.3.9 按鈕的選型174.3.10 接觸器的選型174.3.11 空氣開關(guān)的選型184.4 I/O分配表194.5 污水處理系統(tǒng)的主電路圖204.6 污水處理系統(tǒng)的外部接線圖204.7 本章小結(jié)22第五章軟件的設(shè)計235.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計概念235.2 系統(tǒng)軟件的設(shè)計原則235.3 系統(tǒng)軟件的介紹245.4 本系統(tǒng)的總流程圖255.5 程序的分段解釋265.6 本章小結(jié)30第六章觸摸屏316.1 觸摸屏的簡介316

10、.2 觸摸屏的主要特性316.3 臺達觸摸屏人機界面的特點326.4 觸摸屏設(shè)計的界面解釋326.5 本章小結(jié)36第七章三菱PLC的仿真377.1 程序377.2 本章小結(jié)39第八章小結(jié)40致41參考文獻42附錄A 主電路圖43附錄B PLC外部接線圖44附錄C 主程序45附錄D 元器件清單51第一章 緒論水與人的生活是密不可分的，特別是在現(xiàn)代社會生活與生產(chǎn)中對水的需求量與日俱增。據(jù)報道我國人均淡水資源擁有量為2400噸，為世界平均值的1/4，在全球如此多個國家中，我國人均淡水資源擁有量位居后位，屬于淡水資源貧乏的國家。我國水資源空間分布極不均衡，全國很多個城市缺水，包括幾個城市嚴(yán)重缺水，北方

11、地區(qū)缺水現(xiàn)象甚是堪憂，人均擁有淡水量只有240噸。令人擔(dān)憂的是淡水總量的不斷減少，然而用水成本卻在不斷升高，淡水資源的浪費十分嚴(yán)重。我國北方地區(qū)淡水資源的超采，已形成漏斗地勢、水位下降、湖泊干涸、河水?dāng)嗔鳌⑸鷳B(tài)惡化等現(xiàn)象。淡水資源的短缺己經(jīng)成為我國急需解決的問題。我國不但淡水資源不斷減少，而且污染現(xiàn)象較為嚴(yán)重。水資源已經(jīng)成為影響工業(yè)發(fā)展的重要因素，現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)設(shè)備對水質(zhì)要求不斷嚴(yán)格。我國工業(yè)用水耗費高，重復(fù)利用率低。目前全國城市污廢水的處理率僅有10%以下，其余的都完全不經(jīng)處理排入河流湖泊等，造成了非常大的環(huán)境污染。耗水量高、重復(fù)利用率低、污染嚴(yán)重已經(jīng)成為我國工業(yè)系統(tǒng)水資源利用

12、的急需解決的問題。環(huán)境污染問題大的不斷加劇使有限的水資源日益減少、水質(zhì)日益惡化。由于水質(zhì)污染問題的不斷加劇，我國已有大約四分之一人的飲水發(fā)生不安全現(xiàn)象。氣象學(xué)家預(yù)測，22世紀(jì)全球變暖加劇，地表將有1/3的面積將嚴(yán)重缺水，乃至變?yōu)樯衬?，那時，水資源的問題將威脅全球一半的生物的生存。這些都是水污染產(chǎn)生的嚴(yán)重后果，因此工業(yè)污水處理安全排放項目的實施已經(jīng)刻不容緩。眾多事實說明，水資源的短缺將制約經(jīng)濟可持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展，因此各國已經(jīng)越來越重視污水處理和污水處理后水資源的二次利用的問題，并建立各種污水處理的技術(shù)來提高供水的質(zhì)量。并且在處理工業(yè)污水問題時，經(jīng)過厭氧以與好氧辦法，污水中的可再生能源可以為生產(chǎn)生活提

13、供可利用的能源，從而實現(xiàn)變廢為寶的目的。隨著環(huán)境污染的日益嚴(yán)重，環(huán)境保護項目的呼聲日益提高，工業(yè)污水處理已經(jīng)體現(xiàn)出其必要性和緊迫性，對于各種污水處理后達標(biāo)排放實施成為政府對各企業(yè)最基本的要求。在工廠的工業(yè)污水處理過程中，污水來源的不確定以與工廠中各種污水成分的復(fù)雜性，對工業(yè)污水處理的工藝和控制方式提出了非常高的要求。1.1 污水處理的國外研究現(xiàn)狀我國工業(yè)污水處理技術(shù)從“七五”科技攻關(guān)時期開始進行研究?！捌呶濉焙汀鞍宋濉痹谘趸瘻戏矫婧蛷?fù)合生態(tài)系統(tǒng)等處理技術(shù)方面的研究較多，設(shè)計依據(jù)這些研究成果，建立了一系列污水處理示工程，如氧化溝，對負(fù)荷性高的污泥以與負(fù)荷性高的生物膜，氧化溝技術(shù)方面有了比較深入的

14、研究。研究成果目前已被應(yīng)用于大批工業(yè)污水處理廠。污水處理中的污泥問題在“九五”科技攻關(guān)中受到重視，并配套開發(fā)成套的污泥處理。經(jīng)過一段期間的努力，我國在工業(yè)污水處理技術(shù)方面掌握了一定的技術(shù)。目前在水污染問題的整治技術(shù)上，我國已掌握了以下的一些工藝技術(shù)：如比較傳統(tǒng)的活性污泥法技術(shù)以與各種新型的活性污泥工藝，如：SBR法和氧化溝技術(shù)法等，這些污水處理的方法已經(jīng)在污水的處理與處理污水環(huán)境方面有了很大的作用，這些技術(shù)的發(fā)展以與大量應(yīng)用標(biāo)志著我國污水處理事業(yè)一個新階段的到來?，F(xiàn)階段，我國已經(jīng)把重點由對污水處理工藝的研究轉(zhuǎn)移到污水處理項目的有效實施問題上。國際上，大規(guī)模的水污染治理開始于第二次世界大戰(zhàn)后，隨

15、著19世紀(jì)50年代經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展，工業(yè)逐漸發(fā)展強大，污水排放問題的大規(guī)模出現(xiàn)，60年代日益嚴(yán)重的環(huán)境污染開始了。工業(yè)污水處理設(shè)施中，城市排水管線和工業(yè)污水處理廠的興建和運行在當(dāng)時控制水體污染的問題上發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。至70年代末，美國投入了數(shù)千億美元興建了很多座城市工業(yè)污水處理廠，英國、法國、德國等國家更耗費了巨額資金興建了7000至8000座城市工業(yè)污水處理廠。國家水體污染的問題能夠得到控制，這些工業(yè)污水廠的興建起到了決定性的作用，也為其他各國對水污染的治理問題提供了強大的實踐依據(jù)?，F(xiàn)在，這些國家的工業(yè)污水處理水平又在進一步提高，興建了一批具有脫氮除磷功效的設(shè)施，對水體質(zhì)量改善和水環(huán)境保

16、護起了重大的作用。1.2 課題的背景未來10年，中國將撤資數(shù)千億元建立工業(yè)污水處理項目工程建設(shè)投資，其中工業(yè)污水處理設(shè)備投入約三百億元。采用先進、實用的技術(shù)改造傳統(tǒng)工藝，以與在環(huán)保工程中廣泛采用的先進的自動控制技術(shù)，是推動環(huán)保產(chǎn)業(yè)升級，實現(xiàn)環(huán)保與經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要環(huán)節(jié)。在這種形勢下工業(yè)污水處理的自動化控制系統(tǒng)毫無疑問將是一個具有巨大的社會效益、環(huán)境效益與經(jīng)濟效益的研究課題。對于環(huán)境污染的問題，國務(wù)院明確規(guī)定所有工業(yè)廢水的污染源都必須達排放標(biāo)，而有些經(jīng)過處理的污水還可以變廢為寶，循環(huán)再利用。由于我國是一個水資源稀缺的國家，而且水資源時空分布極不均勻，許多地區(qū)和城市嚴(yán)重缺水。因此，從環(huán)保、節(jié)

17、水、經(jīng)濟等多方面的因素考慮，對于工業(yè)污水處理的實施非常有必要。因此，有效的結(jié)合目前最新的工藝狀況、自控檢測儀表使用、PLC 控制系統(tǒng)技術(shù)的使用，將為當(dāng)前工業(yè)污水處理控制系統(tǒng)提供有效的自控方法。1.3 研究目的和意義世界任何國家工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力的增強，都會推進社會進步、促進社會經(jīng)濟的發(fā)展，使人民生活條件得到進一步改善，但是也隨之帶來大的卻是不同程度的環(huán)境污染，污水便是造成環(huán)境污染的主要來源之一。這個污染源的出現(xiàn)引起了世界各國政府的關(guān)注，治理水污染，實現(xiàn)水資源的循環(huán)利用的課題迅速被列入世界環(huán)保組織的工作日程。我國就是一個嚴(yán)重缺水的國家，目前我國約300個城市缺水，其中嚴(yán)重缺水城市有5O個。據(jù)中國經(jīng)濟

18、信息網(wǎng)分析統(tǒng)計，全國按目前正常需要，年缺水總量約為300 億400 億立方米，因缺水造成的經(jīng)濟損失每年達2300 多個億，以至于缺水災(zāi)害超過洪澇災(zāi)害。水資源的匱乏和水資源污染日益嚴(yán)重的問題，已經(jīng)嚴(yán)重的影響了人民的日常生活，嚴(yán)重的影響了我國的經(jīng)濟的建設(shè)和發(fā)展。因此建立符合我國國情的污水處理廠自動控制系統(tǒng)對降低工業(yè)污水處理成本、改善環(huán)境發(fā)揮著重要作用，并對建立可持續(xù)發(fā)展的和諧社會、保持我國經(jīng)濟高速發(fā)展具有重要意義。1.4 課題主要設(shè)計的容本課題主要設(shè)計的容是工業(yè)污水處理工藝與工業(yè)污水處理系統(tǒng)的組成和PLC控制系統(tǒng)設(shè)計,主要由以下容組成：（1）介紹了工業(yè)污水處理的基本容，包括工業(yè)污水處理的發(fā)展現(xiàn)狀以

19、與工業(yè)污水處理的工藝流程；（2）具體分析設(shè)計工業(yè)污水處理的硬件系統(tǒng)，主要硬件的選型以與主電路和PLC外部接線圖的設(shè)計；（3）具體分析設(shè)計工業(yè)污水處理的軟件系統(tǒng)，對系統(tǒng)工作流程的編程與解釋；（4）工業(yè)污水處理系統(tǒng)的觸摸屏與仿真。1.5 本章小結(jié)本章主要是介紹了污水處理的背景，國外研究現(xiàn)狀以與研究污水處理的意義。還大體介紹了污水處理系統(tǒng)的主要的設(shè)計容。第二章 污水處理系統(tǒng)的工藝介紹2.1 常用的污水處理工藝不同的工業(yè)污水處理對象和不同的工業(yè)污水處理環(huán)境，是需要有不同的工業(yè)污水處理工藝來處理的。因此，在選擇工業(yè)污水處理工藝的時候必須要認(rèn)真考慮當(dāng)?shù)匚鬯欧诺那闆r，以與實際的工業(yè)污水處理的環(huán)境條件。工業(yè)

20、污水處理的方法主要有物理、化學(xué)、物理化學(xué)等主要的幾種處理方法。這些方法根據(jù)實際情況，可以單個使用，也可以針對不同的污水多個一起使用。目前，工業(yè)污水處理的方法一般以生物處理法為主，輔以物理處理法和化學(xué)處理法。常用的工業(yè)污水處理工藝有以下幾種。（1）傳統(tǒng)活性污泥法。傳統(tǒng)活性污泥處理法是一種最普遍最古老的工業(yè)污水處理工藝，其工業(yè)污水處理的關(guān)鍵組成部分為沼氣池與沉淀池。污水中的微生物與有機物在曝氣池停留的過程中，曝氣池中的微生物吸附污水中的有機物，并且在曝氣池中發(fā)生生化反應(yīng)，污水中的有機物被氧化成無機物，然后在沉淀池中經(jīng)過沉淀后的部分回流活性泥的作用需要回流到曝氣池中。該工藝的優(yōu)點有：有機物去除率高，

21、池的容積小，發(fā)生的生化反應(yīng)比較徹底，耗電省，運行成本較低。該工藝的缺點有：普通曝氣池占地面積，建設(shè)投資成本高，滿足國家標(biāo)準(zhǔn)的污水排放低、易產(chǎn)生污泥膨脹現(xiàn)象，污水中磷和氮的去除率低。（2）A/O法。A/O法是在傳統(tǒng)的活性污泥法的基礎(chǔ)上逐漸發(fā)展應(yīng)用起來的一種工業(yè)污水處理方法，其中A具體是指缺氧的，O具體是指好氧的。A/O法是一種缺氧好氧生物工業(yè)污水處理工藝。該工藝是通過增加建設(shè)好氧池與缺氧池，然后使好氧池與缺氧池發(fā)生生化反應(yīng)，也就是硝化反硝化反應(yīng)，這就形成了硝化反硝化反應(yīng)系統(tǒng)，它能夠很好的處理污水中的氮濃度以與氮含量，能夠較好地達到脫氮的效果。但是此生化反應(yīng)系統(tǒng)需要進行非常好的控制，這樣就對該工藝

22、提出了更高的管理要求，這也成為了該工藝的一大缺點，管理量增加，人員消耗和經(jīng)濟損失增加。本系統(tǒng)的污泥首先經(jīng)過格柵池，去除大塊沙石，經(jīng)過沉淀池的沉淀，通過好氧和厭氧的反應(yīng)，對沙石進行生化反應(yīng)。最后再經(jīng)過沉淀將污水排出，其余的污泥回流。（3）法。法也是在傳統(tǒng)活性污泥法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種工業(yè)污水處理工藝，其中，即AA，前一個A代表厭氧的，后一個A表示缺氧的；O表示好氧的。是一種厭氧缺氧好氧工業(yè)污水處理工藝。主要用于除磷脫氮的污水處理中，非常適合用于對除磷脫氮有嚴(yán)格要求的工業(yè)污水處理系統(tǒng)中。因此，在對除磷脫氮有特別要求的城市工業(yè)污水處理廠，一般首選工藝。（4）A/B法。A/B法是吸附生物降解法的簡稱

23、，該工藝沒有初沉淀池，將曝氣池分為高負(fù)荷和低負(fù)荷兩段，兩段分別有各自的沉淀以與污水污泥的回流系統(tǒng)。在高負(fù)荷是持續(xù)的時間約為二十到四十分鐘，此時間中主要進行生物絮凝吸附，并進行不完全氧化的反應(yīng)，能達到去除一半以上的微生物。B段污泥處理方法與常規(guī)去污泥法類似，對污泥的負(fù)荷比較低。AB法中A段中去除污泥的效率比較高，緩沖能力也比較強。B段的作用是在出水時檢驗，對污泥的處理比較好。對于濃度比較高的工業(yè)污水的處理，AB法被廣泛運用，并能節(jié)約能源，提高經(jīng)濟效益。尤其在采用污泥消除和利用沼氣的工藝時，最能突出優(yōu)勢。但是，AB法的缺點就是產(chǎn)生的污泥較多，A段污泥中含有很多的有機物高，因此必須建立污泥有機物處理

24、的工藝，然而這樣投資費用就會增加，增加了不必要的經(jīng)濟損失。而且，由于微生物在A段消除的比較多，使得碳的消耗量增加，導(dǎo)致了碳資源的利用增多，從而對脫氮大的要求難以實現(xiàn)。對于污水濃度低的場合，B段也比較難于發(fā)生作用，也難以發(fā)揮本身的優(yōu)勢?？傮w而言，AB法工藝較適合于濃度高的污水，且具有污泥硝化等后續(xù)處理設(shè)施的大中規(guī)模的城市工業(yè)污水處理廠，且有明顯的節(jié)能效果，而對于有脫氮要求的城市工業(yè)污水處理廠，一般不宜采用。2.2 本設(shè)計污水處理工藝SBR是間歇式活性污泥法，是一種使用曝氣機間接釋放曝氣的方式來處理活性污泥的技術(shù)。SBR處理與其他的污水處理方式不同的是，SBR技術(shù)是依靠時間的分割的方式，而傳統(tǒng)的污

25、水處理工藝是采用的空間分割的操作方式，不穩(wěn)定的生化反應(yīng)和理想的靜置沉淀替代穩(wěn)態(tài)生化反應(yīng)和傳統(tǒng)的動態(tài)沉淀。它的主要特征是在運行時，保持有序和間歇操作，SBR處理工藝的主要部分是SBR反應(yīng)池，該池集均化、初次沉淀、生物降解、二次沉淀等功能于一池的無污泥回流系統(tǒng)。正是SBR工藝這些特殊性使其具有以下特點：1、理想的推流過程使生化反應(yīng)動力增大，效率提高，池厭氧、好氧處于不斷交替狀態(tài)，生化反應(yīng)進行得更加徹底，凈化效果好。 2、運行效果好，污水在靜止的狀態(tài)下沉淀下來，所需要時間短、污水處理效率高，出水水質(zhì)好。 3、 耐沖擊負(fù)荷，池一般都有有滯留的處理水，對污水有稀釋、緩沖作用，處理水能有效抵抗水量和有機污

26、染物的沖擊。4、污水處理的各過程可根據(jù)污水的質(zhì)量和污水的體積進行快速有效大的調(diào)整，運行靈活快速。 5、SBR處理池的處理設(shè)備較少，構(gòu)造簡單，便于進行日常的操作和管理。 6、反應(yīng)池有氧和微生物的濃度比較大，能夠有效控制活性污泥的增多。 7、SBR法系統(tǒng)本身也適合于與其他系統(tǒng)的結(jié)合式構(gòu)造方法，有利于很好地建立污水處理廠，適應(yīng)其他的污水處理系統(tǒng)。 8、脫氮除磷，能夠在一定程度上控制好運行的方法，實現(xiàn)好氧、缺氧、厭氧三種狀態(tài)的交替，脫氮除磷具有很好的效果。 9、工藝流程簡單、造價低。主體設(shè)備簡單，可單獨使用，無需沉淀池，除污池。占地面積小，投資費用低。由于上述技術(shù)特點，SBR系統(tǒng)拓展了活性污泥法的使用

27、圍。就SBR系統(tǒng)近期的技術(shù)條件而言，SBR系統(tǒng)更適合以下情況：中小城鎮(zhèn)生活污水和廠區(qū)，工礦企業(yè)的工業(yè)廢水，尤其是間歇不定期排放和污水排量變化較大的地方；需要較高出水水質(zhì)的地方，不但要去除有機物，還要實現(xiàn)水中除磷脫氮的作用，防止生態(tài)旅游景區(qū)河湖富營養(yǎng)化；最后就是水資源緊缺的地方，要通過污水系統(tǒng)的處理排出的廢水可以循環(huán)使用。SBR系統(tǒng)可在生物處理后進行物化反應(yīng)處理，不需要增加設(shè)施，減少了經(jīng)濟損失，便于水的回收利用。本系統(tǒng)主要設(shè)有格柵池，調(diào)節(jié)池，SBR反應(yīng)池和除鹽池四個池，格柵池的作用主要是除渣，也就是簡單的去除的大塊的雜質(zhì)，調(diào)節(jié)池的作用主要是調(diào)節(jié)水質(zhì)和水量，SBR反應(yīng)池的作用主要是脫磷，脫氮，除鹽

28、池的作用是檢測鹽的濃度，最后確保污水的安全排放。本文所研究的污水處理流程如圖2-1所示圖2-1 污水處理流程圖2.3 本章小結(jié)本章容主要介紹了各種污水的處理工藝，并詳細(xì)介紹了本課題污水處理工藝，與其流程圖。本次污水處理的主要工藝是SBR法，是按間歇曝氣方式來運行的活性污泥污水處理技術(shù)，能進一步處理生化反應(yīng)，更好地處理各種有害物質(zhì)。第三章 污水處理系統(tǒng)的控制方案3.1 污水處理系統(tǒng)的控制形式最開始大家多采用繼電器接觸器控制系統(tǒng)，但隨著社會以與電子技術(shù)的快速發(fā)展，控制要求不斷精密，此類控制方法已經(jīng)完全不能滿足工業(yè)污水處理系統(tǒng)的控制要求，所以逐漸被DCS、現(xiàn)場總線控制、PLC等控制方式所取代。（1）

29、DCS系統(tǒng)。DCS是集散控制系統(tǒng)的簡稱，又稱為分布式計算機控制系統(tǒng)，是由計算機技術(shù)、信號處理技術(shù)、測量控制技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等技術(shù)相互作用形成的。由計算機和現(xiàn)場終端組成，通過網(wǎng)絡(luò)將現(xiàn)場控制站、檢測站和操作站、控制站等多種設(shè)備連接起來，完成控制的分散分類和集中操作、集中管理的功能，適用于平時的生產(chǎn)過程，可提高生產(chǎn)自動化水平和管理水平，其主要特點如下：采用分級分布式控制，減少了系統(tǒng)的信息傳輸量，使系統(tǒng)應(yīng)用程序比較簡單。實現(xiàn)了真正的分散控制，使系統(tǒng)的危險性分散，可靠性提高。擴展能力較強。軟硬件資源豐富，可適應(yīng)各種要求。實時性好，響應(yīng)快。（2）現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)。現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)是由DCS控制系統(tǒng)和PL

30、C控制系統(tǒng)發(fā)展而來的，是立足于現(xiàn)場總線的自動控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸是依靠在智能設(shè)備和計算機間的數(shù)據(jù)的傳輸和交換，智能設(shè)備間的通訊原則依據(jù)公開和規(guī)的原則。通過現(xiàn)場總線的控制，從而實現(xiàn)控制和管理結(jié)合的控制系統(tǒng)，其優(yōu)點：可以用計算機豐富的軟件、硬件資源。響應(yīng)快，實時性好。通信協(xié)議公開，不同產(chǎn)品可互連。（3）PLC系統(tǒng)。PLC是可編程邏輯控制器的簡稱，它是用來控制處理系統(tǒng)的，能夠?qū)崿F(xiàn)控制系統(tǒng)所要完成的控制要求，其上位機可依靠計算機，計算機通過網(wǎng)絡(luò)與PLC連接，并依靠PLC和計算機對生產(chǎn)過程進行實時監(jiān)控，其特點如下：編程方便，開發(fā)周期短，維護容易。通用性強，使用方便。控制功能強。模塊化結(jié)構(gòu)，擴展能力

31、強。3.2 控制方案的確定1 DCS系統(tǒng)與PLC系統(tǒng)的比較DCS系統(tǒng)的缺點：（1）1對1結(jié)構(gòu)。1臺儀表，1對傳輸線，單向傳輸1個信號。這種結(jié)構(gòu)造成接線龐雜、工程周期長、安裝費用高、維護困難。（2）可靠性差。模擬信號傳輸不僅精確度低，且易受干擾。為此采用各種措施提高抗干擾性和傳輸精確度，其結(jié)果是增加了成本。（3）失控狀態(tài)。操作員在控制室既不了解現(xiàn)場模擬儀表的工作狀況，也不能對其進行參數(shù)調(diào)整，更不能預(yù)測事故，導(dǎo)致操作員對其處于失控狀態(tài)。因操作員不能與時發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場儀表故障，而發(fā)生事故已屢見不鮮。（4）互操作性差。不同品牌儀表無法互換。而PLC系統(tǒng)的可靠性高，所有的I/O輸入輸出信號均采用光電隔離，各模

32、塊均采用屏蔽措施，以防止噪聲干擾，采用性能優(yōu)良的開關(guān)電源。為了適應(yīng)各種工業(yè)控制需要，除了單元式大的小型控制器以外，絕大多數(shù)控制器均采用模塊化結(jié)構(gòu)?？刂破鞯母鱾€部件由機架與電纜將各模塊連接起來，系統(tǒng)大的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶的需要自行組合。2 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)與PLC系統(tǒng)的比較x現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的缺點：(1)總線切斷后，系統(tǒng)有可能產(chǎn)生不可預(yù)知的后果。(2)在防爆應(yīng)用中，現(xiàn)有防爆規(guī)定限制總線長度和總線上所掛設(shè)備數(shù)量，同時也限制了現(xiàn)場總線節(jié)省線纜優(yōu)點的發(fā)揮。(3)系統(tǒng)組態(tài)參數(shù)過于復(fù)雜，不易掌握，而其設(shè)定的好壞對系統(tǒng)性能影響很大。PLC系統(tǒng)可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運行，使用時只需將現(xiàn)場的各種設(shè)備與PLC

33、相應(yīng)的I/O端相連接，即可投入運行，各種模塊上均有運行和故障指示裝置，便于用戶了解運行情況和查找故障。所以，綜上所述，本文所選用的系統(tǒng)為PLC系統(tǒng)。3.3 本設(shè)計的總體設(shè)計方案本污水處理系統(tǒng)采用的可編程控制器為三菱FX2N型?？刂葡到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如下所示?？驁D中的各設(shè)備可以在集中控制室控制。通過液位的高度來控制格柵池，調(diào)節(jié)池和反應(yīng)池的運行，通過液位的高度以與余氯儀所反饋的鹽濃度來控制除鹽池的運行。圖3-1 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖3.4 本章小結(jié)本章容主要介紹了常用的幾種控制方式：DCS系統(tǒng)，現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，PLC系統(tǒng)，并根據(jù)PLC系統(tǒng)的優(yōu)點最終確定本設(shè)計所選用PLC的控制系統(tǒng)。并簡要介紹了PLC系統(tǒng)

34、，PLC系統(tǒng)的工作原理與設(shè)計步驟。第四章 硬件的設(shè)計4.1 污水處理的組成部分4.1.1 格柵池生活污水中含有大量的廢渣，如果不經(jīng)處理直接排入河中，不僅污染環(huán)境，而且會提高河床高度，阻塞河道。除渣系統(tǒng)主要由格柵完成。格柵池的格柵是由平行的金屬柵條構(gòu)成的,一般都是傾斜地放在污水渠道中,用來攔截污水中的大塊廢棄物,如生活垃圾，大塊工業(yè)垃圾等,加入格柵池以防止閥門、管道以與污水處理設(shè)備的刮傷或者損壞。污水流過格柵池的速度越慢，則說明攔截污染物的效果越好。但是流過格柵池的速度越緩慢也極易造成流過格柵池的水流激增，以與格柵池錢污泥的堆積。因此，污水流過格柵池應(yīng)根據(jù)污水中污染物的組成，含有污泥污砂的成份以

35、與格柵池中格柵條之間的間距來確定格柵池的速度。格柵池的作用是既要滿足除渣要求，又要滿足后續(xù)水處理構(gòu)筑物與設(shè)備的要求。格柵除污機的工作原理：格柵除污機是由一種耙齒配成一組回轉(zhuǎn)格柵鏈，在電機減速器的驅(qū)動下，耙齒進行逆水流方向回轉(zhuǎn)運動；當(dāng)耙齒鏈運動到設(shè)備的上部時，由于槽輪和彎軌的導(dǎo)向，使每組耙齒之間產(chǎn)生相對運動，絕大部分固體物質(zhì)靠重力落下，另一部分則依靠清掃器的反向運動把粘在耙齒上的雜物清刷干凈。圖4-1 格柵除污機圖本系統(tǒng)設(shè)有液位報警模塊，由液位計來測量格柵池的水位，當(dāng)格柵池的水位超過給定的界限時，報警器發(fā)出報警，同時，系統(tǒng)停止工作。工作人員應(yīng)與時清查問題所在，當(dāng)該問題解決后，系統(tǒng)重新投入運行。格

36、柵池中包含格柵池進水電機、排污泵和液位計。4.1.2 調(diào)節(jié)池由于生活污水水量的不穩(wěn)定性和波動較大，為了使管渠和構(gòu)筑物正常工作，不受廢水高峰流量或濃度變化的影響，需在廢水處理設(shè)施之前設(shè)置調(diào)節(jié)池，用以調(diào)節(jié)進、出水的流量。無論是工業(yè)廢水，還是城市污水和生活污水，水量水質(zhì)在一天24小時都有變化，對水量和水質(zhì)的調(diào)節(jié)，有預(yù)曝氣，沉淀作用，還可用作事故排水。設(shè)置液位計檢測調(diào)節(jié)池的液位，以免高液位污水溢出。調(diào)節(jié)池中包含調(diào)節(jié)池進水電機、曝氣空壓機和液位計。圖4-2 調(diào)節(jié)池示意圖4.1.3 SBR反應(yīng)池SBR反應(yīng)池中有一臺曝氣機。曝氣機的運行是由可編程序控制器來實現(xiàn)自動控制，在每個反應(yīng)周期，曝氣機在相應(yīng)的時間段運

37、行。污泥的厭氧消化不但使有機物消化分解，提高污泥穩(wěn)定性，而且隨著污泥穩(wěn)定化過程產(chǎn)生大量高熱值的沼氣作為能源利用,使污泥資源化。處理系統(tǒng)其過程包括：圖4-3 反應(yīng)池處理系統(tǒng)過程圖從充水開始到排水結(jié)束為一個周期。在分解污水含碳化合物的同時,相繼進行含氮化合物的硝化和反硝化,最終達到脫磷、脫氮的目的。SBR反應(yīng)池中包含SBR反應(yīng)池進水電機，曝氣空壓機，污泥泵和SBR反應(yīng)池出水電機。日處理水量1500m3進水水質(zhì)COD850mg/L（原水1700mg/L經(jīng)沉淀、氣浮、水解后）出水水質(zhì)COD120mg/L去除率85.8%，是可以達到的運行周期取140分鐘，（30分鐘充水、50分鐘曝氣、30分鐘污泥泵、3

38、0分鐘排水）采用水解池出水自流入SBR池，因為設(shè)4個SBR池。計算單池體積一個SBR池一天處理水1500/4=375m3一個SBR池一天進水3次，每次進水125m3單池體積V單=V進+V泥V進=125m3QLjNwFwV泥= 式中Q單池每天進水量1500/4=375m3Lj進水BOD=504mg/L(原水800 mg/L)Nw污泥負(fù)荷 取0.2kgBOD/KGMLSS.dFw混合液污泥濃度 取4300mg/L375*0.5040.2*4.3V泥= =220m3V單=125+220=345m3（按350m3計）nQCNv單池體積 V= 式中n1日的周期數(shù) 3Q1個周期進水量 125m3C平均進水

39、BOD濃度0.504 kgBOD/m3Nv污泥容積負(fù)荷0.5kgBOD/m3池容.d3*125*0.5040.5V= =375（按375m3計）選有限水深5.2m則面積為72.1m2根據(jù)廠區(qū)用地情況，平面尺寸可定為6.0m*12.5m設(shè)超高為0.8m，則總高為6m單池總尺寸為6.0m*12.5m*6m4個池子的總長24m總寬12.5m池水比= =15006*12.5*5.2*41560 1.04150014.1.4 除鹽池若污水不經(jīng)除鹽程序，直接排出，當(dāng)水中的鹽類物質(zhì)含量達到一定的濃度時，就會改變水中生物的生存環(huán)境，導(dǎo)致水中生物的細(xì)胞里的水分大量流失，從而，使各種生物脫水而死。除鹽系統(tǒng)經(jīng)過除鹽

40、池完成除鹽程序。除鹽時由余氯儀檢測，當(dāng)系統(tǒng)檢測到水中含有高濃度鹽類物質(zhì)時，關(guān)閉閥門，利用反滲透膜的特性來除去水中經(jīng)過中和反應(yīng)與生物化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生出來的多余的鹽類物質(zhì)；當(dāng)系統(tǒng)檢測到低濃度鹽類物質(zhì)時，則污水通過溝渠流入清水池。圖4-4 滲透原理圖為了防止反滲透膜兩側(cè)的壓力突變造成滲透膜破損，應(yīng)對除鹽池進行劃分，使每個分支都有一個半透膜，從而，提高半透膜的使用時間，節(jié)省成本。除鹽池中包含除鹽池排水電機和余氯儀。4.2 設(shè)備的控制要求1、格柵池的污水由液位計進行檢測液位的高低，當(dāng)格柵井液位高時，關(guān)閉進水水泵，為低液位時開啟水泵進水過濾。2、調(diào)節(jié)池用于緩沖污水的沖擊，可以儲存來不與深度處理的污水，同樣由

41、液位計控制，高液位時停止進水。3、SBR反應(yīng)池進水閥門開啟，當(dāng)污水到一定液位時停止進水。進水閥門關(guān)閉后，空壓機開始運行，進行曝氣，在曝氣50分鐘后，關(guān)閉空壓機。在反應(yīng)池由污水進行沉淀，污泥泵運行30分鐘，排出污泥。打開排水閥，反應(yīng)池開始排水，到低液位時，排水停止。4、排水直接進入除鹽池中進行除鹽。除鹽池中污水到達高液位時，排水停止。除鹽池中由余氯儀檢測濃度，低濃度時排水電磁閥開始排水，高濃度時停止排水。4.3 各類硬件的選型4.3.1 PLC選型三菱公司的FX系列PLC吸收了整體式和模塊式PLC的優(yōu)點，它的各單元模塊，包括基本單元，擴展單元和擴展模塊，他們擁有一樣的高度和深度，但是他們的寬度不

42、同。FX系列PLC的優(yōu)點是系統(tǒng)配置比較靈活，用戶不但可選不同的子系列外，還可以選用多種其他的基本單元，擴展單元和擴展模塊，以便組成的控制系統(tǒng)擁有不同的I/O點和不同的功能，所以三菱PLC的各種配置大的性能價格比都很高。FX系列的硬件配置的靈活性就如模塊式PLC，他采用整體式結(jié)構(gòu)作為它的基本的單元，而且它的性能價格比卻比模塊式PLC更高。本系統(tǒng)一共需要24個輸入/出點，設(shè)計中用到的是三菱公司出產(chǎn)的FX2N系列中的FX2N-48MR型號。FX2N系列是三菱PLCFX家族中比較先進的系列。具有高速處理與可擴展大量滿足單個需要的特殊功能模塊等特點，為工廠自動化應(yīng)用提供最大的靈活性和控制能力，F(xiàn)X2N高

43、速度，高性能和所有方便都是相當(dāng)于FX系列中最高檔次的超小形程序裝置.除輸入出1625點的獨立用途外，還可以適用于多個基本組件間的連接，模擬控制，定位控制等特殊用途，是一套可以滿足多樣化廣泛需要的PLC。圖4-5 FX2N-48MR4.3.2 電動機的選型根據(jù)水泵的形式，軸功率，轉(zhuǎn)速以與生產(chǎn)工藝對電動機的啟動（是否帶負(fù)荷），制動，運轉(zhuǎn)，調(diào)速等要求，選擇電動機的類型。根據(jù)泵組的軸功率，轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速的變化圍和頻繁啟動的次數(shù)等要求，并考慮電動機溫度升高的限制，電動機的過載能力和它的啟動轉(zhuǎn)矩，按要求準(zhǔn)確合理地選擇電動機的容量，并準(zhǔn)確確定冷卻通風(fēng)的方式。根據(jù)使用場合的環(huán)境條件，我們應(yīng)該考慮溫度，濕度，安裝位

44、置，灰塵，雨水等，并設(shè)置好所需要的保護方式，以與確定好電機的結(jié)構(gòu)形式，最主要的是要考慮好電動機的防暴等級和防護等級。確定電動機的電壓的等級，首先要明確清楚企業(yè)電網(wǎng)電壓標(biāo)準(zhǔn)，以與對功率因數(shù)的要求。選擇電動機的額定轉(zhuǎn)速，要在明確泵組的最高轉(zhuǎn)速以與調(diào)速系統(tǒng)的過渡過程的性能要求的前提下進行選擇。除此之外，選擇電動機還必須考慮的是電動機的節(jié)能，并考慮運行操作的簡單方便性。供貨情況，備品備件的通用性，安裝檢修的難易。產(chǎn)品價格，建設(shè)費用，運行和維修費用等。在該工業(yè)污水處理系統(tǒng)中需要用到許多電機，Y2系列三相異步電機是專為歐洲市場設(shè)計的三相異步電動機、電機出線盒置于電機機殼頂部、整機結(jié)構(gòu)緊湊、外形美觀大方，安

45、裝尺寸符合IEC標(biāo)準(zhǔn)，具有高效、節(jié)能、起動轉(zhuǎn)矩大，使用維護方便等特點。主要性能有：絕緣等級：F；防護等級：IP54或IP55；電壓：380V或415V；頻率：50Hz或60Hz；冷卻方式：IC411。Y2系列電動機滿載時有較高效率，更適用于長期運行和負(fù)載率較高的使用場合，如水泵、風(fēng)機配套，此設(shè)計稱為Y2-E系列，中心高80280mm，功率從0.5590kW。電動機符合/T8680.2-1998 Y2系列(1P54)三相異步電動機（機座號80280）技術(shù)條件。 型號含義：如Y2-200L2-6E：“Y2”表示異步電動機第二次改型設(shè)計，“200”表示中心高，“L”表示機座長短號，“2”表示鐵心長度

46、序號，“6”表示極數(shù)，“E”表示第二種設(shè)計。根據(jù)上述分析，選擇Y2-200L2-6E即可滿足要求。圖4-6 Y2-200L2-6E電動機4.3.3 泵的選型1.采用的獨特的單片或雙片式葉輪結(jié)構(gòu)，大大提高了污物通過能力。能有效通過泵口徑的5倍纖維物質(zhì)與直徑為泵口徑約50%的固體顆粒。機械密封采用新型硬質(zhì)耐腐的鈦化鎢材料，可使泵安全連續(xù)運行8000小時以上。整體結(jié)構(gòu)緊湊，體積小占用面積小，潛入水中即可工作。2.可根據(jù)用戶需要配備全自動控制柜，對泵的漏水，漏電，過載和超溫等進行自動保護。浮球開關(guān)可以根據(jù)所需液位變化，自動控制泵的走動和停止。3.可根據(jù)用戶需要配備雙導(dǎo)軌自動耦合安裝系統(tǒng)，人可不必進入污

47、坑。4.主要應(yīng)用于化工，造紙工業(yè)，石油，煉鋼廠,制藥，采礦，水泥廠，電廠以與城市的污水處理系統(tǒng)，也可用于市政工程，建筑工地等行業(yè)中具有輸送帶顆粒的污物。抽送清水，抽送帶腐蝕性的介質(zhì)同樣也可以使用。該系統(tǒng)所選用的水泵就是江林泵業(yè)的WQ型水泵。圖4-7江林泵業(yè)WQ型水泵4.3.4 曝氣空壓機的選型曝氣是通過空氣壓縮機提供動力。轉(zhuǎn)碟曝氣機的主要作用是向水中充氧，推動污水在溝中的循環(huán)流動，以與防止活性污泥的沉淀，使污水和氧充分接觸，完成生化反應(yīng)?？諝鈮嚎s機的作用主要是用于驅(qū)動一些氣動的設(shè)備。本系統(tǒng)所選用的曝氣空壓機也稱為曝氣鼓風(fēng)機，它能產(chǎn)生一定的風(fēng)量，使水體或液體中增加足夠的溶解氧，以滿足好氧生物對氧

48、氣的需求。為了使氣體在液體中充分?jǐn)U散和接觸，并阻止液體中懸浮物下沉，曝氣空壓機必須能夠產(chǎn)生足夠的壓力，使氧氣在液體中充分?jǐn)嚢韬腿芙狻１鞠到y(tǒng)中所選用的曝氣空壓機的型號是LZSR80，它的風(fēng)量是2.0-5.5，升壓是9.8-78.4kpa，電動機功率為2.2-11kw。它具有結(jié)構(gòu)合理，體積小，升壓高，效率高，風(fēng)量大，噪音低，運行平穩(wěn)，性能優(yōu)良，使用壽命長，維修簡單等特點。且廣泛應(yīng)用于污水處理，水產(chǎn)養(yǎng)殖，建材等領(lǐng)域。圖4-8 LZSR80曝氣空壓機4.3.5 浮球式液位計的選型1. 液位計的定義液位計是一種測量液位的壓力傳感器，靜壓投入式液位變送器是基于所測液體靜壓與該液體的高度成比例大的原理，采用

49、國外先進的隔離型擴散硅敏感元件或瓷電容壓力敏感傳感器，將靜壓轉(zhuǎn)換為電信號，再經(jīng)過溫度補償和線性修正轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)的電信號。液位傳感器分為兩類，一類為接觸式，包括單法蘭靜壓以與雙法蘭差壓液位變送器，電動浮球液位變送器，浮球式液位變送器，投入式液位變送器，磁性液位變送器等。第二類為非接觸式，分為超聲波液位變送器，雷達液位變送器等。2. 浮球式液位計本處理系統(tǒng)對液位的控制采用浮球液位傳感器，浮球連續(xù)式液位傳感器是利用浮球磁鐵隨液位變化，來改變連桿的電阻與磁簧開關(guān)，磁簧開關(guān)的間隙愈小，精度愈高。指示計可配合其它表頭作遠(yuǎn)距離指示，是一種原理簡單，可靠性極佳的液位指示計。它具有結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)試方便，可靠性好，精

50、度高等特點。浮球液位計可廣泛適用于高溫，高壓，粘稠，臟污介質(zhì)，瀝青，含臘等油品以與易燃，易爆，腐蝕性等介質(zhì)的液位的連續(xù)測量。圖4-9 浮球式液位計4.3.6 余氯儀的選型1.廢水中鹽的危害廢水是由水和各種雜質(zhì)組成的一種成份復(fù)雜的混合分散體系，它的性質(zhì)可以通過水質(zhì)的指標(biāo)來表現(xiàn)。其中，水中所含的溶解性鹽越多，離子的強度就越大。高濃度的含鹽廢水主要是來自化學(xué)加工業(yè)、石油和天然氣的回收過程、海產(chǎn)品和皮革加工業(yè)。這些工業(yè)廢水中的高濃度的溶解性的鹽和比較高大的離子強度不但會給廢水的生化處理帶來較大的困難，還會對污水大的排放產(chǎn)生不利的影響。當(dāng)鹽濃度比較高時，會引起系統(tǒng)的失穩(wěn)。高濃度的鹽促進了細(xì)胞的溶解，而且

51、在高濃度鹽環(huán)境下一些具有較好的絮凝功能的原生物的生長受到抑制。根據(jù)國家污水排放標(biāo)準(zhǔn)，污水中的鹽濃度的標(biāo)準(zhǔn)是不能高于0.5mg/l。2.余氯分析儀的主要特點余氯分析儀是中文液晶顯示，中文菜單式，采用中文記事。它有預(yù)制的長壽命滲透膜，易于更換。此分析儀采用防水防塵的設(shè)計，防護等級為IP65 ，適宜戶外使用。它是按照歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN50081/50082設(shè)計制造的，是電磁兼容性設(shè)計。它的報警信號隔離輸出，報警上，下限可任意設(shè)定，報警滯后撤銷。它的網(wǎng)絡(luò)功能是隔離的電流輸出和RS485通訊接口。歷史曲線連續(xù)記錄一個月數(shù)據(jù)，五分鐘為一個點。它能記載200條信息。采用的是手動電流源，方便記錄與檢測裝置的測試。置

52、實時時鐘，提供各種功能的時間基準(zhǔn)等。工業(yè)控制式看門狗，確保儀表不會死機。它的參數(shù)設(shè)置和維護均有密碼保護。本設(shè)計所選用的余氯儀的型號為諾博科技NSC100，它的余氯檢測圍為020mg/l。圖4-10 余氯分析儀4.3.7 模擬量模塊的選擇本系統(tǒng)選用了余氯分析儀，所以需要加入一個模擬量模塊。FX2N系列PLC模擬量輸入模塊有：2、4、8通道電壓/電流模擬量輸入模塊，其型號是FX2N-（2/4/8）AD，本系統(tǒng)所選用的模擬量模塊為FX2N-4AD。FX2N-4AD為4通道12為A/D轉(zhuǎn)換模塊，它可以將模擬電壓或電流轉(zhuǎn)換為最大分辨率為12位的數(shù)字量，并以二進制補碼方式存入部16位緩沖寄存器中，通過擴展

53、總線與FX2N基本單元進行數(shù)據(jù)交換。常用的壓力、溫度、流量、速度、位移和堿度等工業(yè)檢測都是對應(yīng)電壓、電流的大小模擬量。在控制生產(chǎn)過程中，模擬量的輸入應(yīng)用非常廣泛。它的電平大多是經(jīng)過傳感器變換后得到的，模擬量輸入信號按IEC標(biāo)準(zhǔn)為420mA電流信號或05V、-10V10V，010V的直流電壓信號。模擬量輸入模塊的基本功能就是將輸入PLC的外部模擬量轉(zhuǎn)換為PLC所需的數(shù)字量，以供給主控模塊進行數(shù)據(jù)處理和控制。圖4-11 FX2N-4AD4.3.8 閥門的選擇1.電磁閥的定義與工作原理電磁閥是一種基礎(chǔ)元件，它是用來控制流體的基礎(chǔ)元件，屬于執(zhí)行器，液壓，氣動不受限制。液壓流動方向是由電磁閥控制的，然而

54、控制工廠的機械裝置一般都是液壓鋼，所以就會用到電磁閥。 電磁閥里有密閉的腔，在不同位置開有通孔，不同的油管都有不同的孔通入，密閉的腔中間是閥，兩面是兩塊電磁鐵，閥體會被吸引到哪邊就說明哪邊的磁鐵線圈通電，排油孔被擋住或露出不同的孔是靠控制閥體的移動來實現(xiàn)的，而進油孔是常開的，液壓油就會進入不同的排油管，然后通過油的壓力來推動油剛的活塞，活塞又帶動活塞桿，活塞竿帶動機械裝置動。這樣通過控制電磁鐵的電流就控制了機械運動。2.電磁閥的選型依據(jù)根據(jù)管道參數(shù)選擇電磁閥的通徑規(guī)格與接口方式；根據(jù)流體參數(shù)選擇但電磁閥大的材質(zhì)，溫度組；根據(jù)壓力參數(shù)選擇電磁閥的品種結(jié)構(gòu)；根據(jù)電氣選擇，電壓規(guī)格應(yīng)盡量優(yōu)先選用AC

55、220V，DC24V較方便；根據(jù)持續(xù)工作時間長短來選擇常閉，常開或可持續(xù)通電；根據(jù)環(huán)境要求選擇輔助功能，防爆，止回，手動，防水霧，水淋，潛水。此設(shè)計所選得電磁閥的型號為ZQDF-40。圖4-12 電磁閥4.3.9 按鈕的選型在這個控制系統(tǒng)的自動操作中，采用三種機械按鈕，控制污水處理系統(tǒng)的啟動和停止，手動/自動按鈕使用旋鈕，即旋到一邊接通，旋到另外一邊就斷開；自動啟動按鈕采用觸點觸發(fā)式按鈕；急停按鈕使用旋轉(zhuǎn)復(fù)位按鈕，按下后系統(tǒng)停止，旋轉(zhuǎn)后自動彈起復(fù)位。在手動控制狀態(tài)時，對于每個設(shè)備都對應(yīng)設(shè)置一組按鈕，采用觸點觸發(fā)式按鈕，即按下接通，松開復(fù)位。本系統(tǒng)采用尤提樂LA110-A1-11型按鈕。圖4-13 LA110-A1-11按鈕4.3.10 接觸器的選型接觸器主要用于通斷電氣設(shè)備的電源，可以遠(yuǎn)距離控制動力設(shè)備，在接通但斷開設(shè)備電源時避免人身傷害。交流接觸器的選用對動力設(shè)備和電力線路正常運行非常重要。1.接觸器的選型原則接觸器作為通斷負(fù)載電源的設(shè)備，接觸器的選用應(yīng)按滿足被控制設(shè)備的要求進行，除額定工作低電壓與被控設(shè)備的額定工作電壓一樣外，被控設(shè)備的負(fù)載功率，使用類別，控制方式，操作頻率，工作壽命，安裝方式，安裝尺寸以與經(jīng)濟性是選擇的依據(jù)。選用原則如下：交流接觸器的電壓等級要和負(fù)載一樣，選用的接觸器類型要和負(fù)載相適應(yīng)；負(fù)載的計算電流要符合接觸器的容量等級